“Tezgahta iþleme kurallarý kitabýný bir kenara kaldýrýn ve yatýcý olun.”
Halifax, İngiltere’de Boxtrees Precision Mühendislik Ltd’in İmalat Müdürü olan Steve Randerson, “Özel üretim bir parçanın birim maliyeti bin parçalık bir partininki ile aynı.” diyor. Firma, verimsiz ayarları tamamıyla azaltmak amacıyla, Mazak Integrex 200-IV ST üzerinde çalıştırılmak üzere bir Renishaw OMP400 yüksek hassasiyetli temaslı prob ve bir NC4 temassız lazer takım ayarlama sistemi aldı. İmalat programındaki doğrudan etki ile birlikte parça hassasiyeti ve çevrim sürelerinin sürekliliğinde de ilerlemeler görülmüş, artı işleme-sonrası denetimlerin büyük çoğunluğuna artık gerek kalmamıştı.
Boxtrees tüm işlenmiş parçalarını, diğer taşere alınmış işlerle birlikte, kardeş firma Boxford’un ürettiği geniş eğitim amaçlı takım tezgahları serisi için üretir.
Bay Randerson, “Beş yıl önce tezgahlarda gerçekleşen işleme çalışmalarımızın detaylı bir analizini yaptım ve işleme zamanının %40’ının tezgah ayarları için kullanıldığını gördüm.” diye açıklıyor. “Bu deðiþmeliydi, ve bu durumda hedeflenecek en iyi rakam %0’dan baþka ne olabilirdi? Bu þimdi içinde bulunduðumuz durum. Pek çok firma maliyetleri düşürmek için imalatlarını İngiltere’nin dışına taşıdı, biz ise buradaki çalışmalarımızı geliştirerek maliyetlerimizi düşürme yolunu seçtik. İhtiyaç duyduğumuz parçaları, onlara ihtiyaç duyduğumuz zamanda üretiyoruz, masraf ederek ürettiğimiz ve rafta durarak bize para kazandırmayan hiçbir parça yok. Şu anda işlerin büyük çoğunluğu, küçük parçaları içeren, çok küçük partiler halindeler, ama bu durum verimlilikte herhangi bir farklılık yaratmıyor.”
Orjinalinde satın alınan Renishaw sistemlerine monte edilmiş olan Mazak Integrex, 11 ay boyunca Boxtrees’te, şimdi giderek atıl durumda kalan el ile kontrollü çok sayıda büyük tezgahın bulunduğu bir atölyede, aktif kullanımda olan üç CNC takım tezgahından birine monte edilmiş.
Bu zaman zarfında Bay Randerson, genellikle yumuşak çelik, dökme demir veya alüminyum gibi, pek çok farklı malzemede kullanılabilen, 200’den fazla farklı parça için işleme programları oluşturmuş. Bu programların her biri, prosesi kontrol etmek ve Mazak çok-eksenli torna-freze tezgahı tarafından sağlanan esneklikten en iyi şekilde faydalanmak amacıyla, Renishaw’ın parça ayarlama ve kırık takım tesbiti makro rutinlerine dayanmaktadır.
Tezgahın ömrü kesme süresinden daha önemlidir
Bay Randerson, “Herkes parçayı kesmek için harcanan sürenin azaltılması hakkında konuşuyor. Ben daha çok takım masraflarını düşük seviyede tutmak için takım aşınmasının en alt seviyeye indirilmesi ile ilgileniyorum, böylelikle daha önce yaptığımız kadar hızlı kesmiyoruz, ancak şimdi takımlarımızın ömrü %20 oranında artmış durumda.” diyor. Ayrıca nadiren karşılaşılan hurda parçaların tanımlanması ve onların son montajda kesinlikle karşımıza çıkmayacaklarından emin olunması üzerine çalışıyorum. Eğer izin verilen tolerans aralığı içinde yer almayan bir parça bir Boxford tezgahına monte edilir ise, bu onu oradan çıkarıp değiştirmenin 4-saat alacağı anlamına gelebiliyor. Bu nedenle programlar daha uzun bir takım tezgahı ömrü sağlamak için optimum hızları ve beslemeleri kullanıyor, gereksiz her türlü tezgah hareketini kesiyor ve prob sistemlerinden gelen geri bildirimlere göre, tezgahın “akıllı” kararlar vermesine imkan veren pek çok mantık barındırıyorlar.”
Mazak Integrex, operatörün bulunduğu gün içi saatlerde, pek çok şekil ve boyuttaki çubuk ile birlikte, çift-milli çubuk işi için kullanılırken, geceleri bir çubuk besleyici tarafından sağlanan malzeme ile operatörsüz olarak çalışmaktadır. Her iki durumda da son parça denetimi tezgahın üzerinde yer alan temaslı prob tarafından gerçekleştirilir ve ölçülen değerler bir metin dosyasına kaydedilir. Bu değerler, bileşenin kritik boyutlarının daimi kaydı olarak üretim planlama sistemine bildirilir ve hurda parça gibi herhangi bir özelliğin tolerans aralığı dışında olur olmadığı anlaşılır. OMP400 ultra kompakt bir probtur ve benzersiz 3-boyutlu ölçme performansı sağlayan, yaratıcı RENGAGE™ teknolojisi sayesinde çok-eksenli tezgahlara rahatlıkla monte edilir.
Çubuğun gün içindeki çalışması
Herbir ham çubuğun boyutları oldukça değişkendir, genellikle daha büyük veya daha küçük boyuttadır. Yüklendikten sonra gerçekleşecek ilk çalışma her zaman için, tezgah miline takım değiştirme istasyonundan bir kesme takımı gibi gerektiği zaman kullanılmak üzere yüklenmiş olan OMP400 temaslı probu kullanılarak, çubuğun boyutunun kontrol edilmesi olacaktır. Bazı durumlarda, çubuk 8 mm’ye kadar daha büyük olabilir – program ilk yüzde kullanılan kesme sayısını buna göre değiştirir.
Eğer çubuk gereken boyuttan daha küçük ise, o zaman tezgahın onu kesmeye çalışarak vakit kaybetmesine imkan vermeden çubuk reddedilir. Çubuğun özellikleri, bir kama yatağı eklemeden önce deliğin kontrol edilmesi gibi, işleme çevrimi sırasında temaslı prob ile ölçülebilir. Herbir tamamlanmış parça üzerindeki kritik özellikler, parçanın izin verilen tolerans aralıkları arasında olup, olmadığının anlaşılması için denetlenir: Bazı durumlarda, kritik özelliklerin kolay ölçülmesine imkan vermek amacı ile tasarıma ekstra sıfır noktaları özellikle eklenir.
Gece operatörsüz gerçekleştirilen çubuk işleri
Gün içerisinde planlama ofisinde bulunan aða baðlý bir bilgisayardaki imalat programlama sistemi, genellikle o gün içinde alýnan sipariþlere göre, gece boyunca çalýþtýracaðý iþleme görevleri ile “yüklenir”. Bu imalatlarýn hepsi, genellikle yumuþak çelik, dökme demir veya alüminyum olan, tek bir malzemeden üretilir, ancak parçalarýn miktarý 1’den büyük olan herhangi bir sayýya ayarlanabilir. Çalışma programı otomatik olarak ilgili işleme programını bir veri tabanından alarak ekler ve sonra onu gereken miktara göre ayarlar. Her türlü parça, tümü standart çubuk stoğundan kesilmek üzere, herhangi bir sıralamada programa eklenebilir. Mazak Matriks kontrolörü Boxford grup bilgisayar ağına bağlı olan bir bilgisayarda kurulur ve ağ üzerinde NC işleme dosyalarını alır.
Tezgah günün sonunda, operasyonun gözleri ve kulakları olduğuna inanılan temaslı prob ve takım ayar probu sistemleri ile çalışmaya bırakılır. Eğer tamamlanmış olan bir parça tolerans aralığının dışında ise, programın mantığı parça tutucunun tamamlanmış parçayı tezgahtan almasına izin vermez; bunun yerine söz konusu parça talaş kutusuna düşer, böylelikle hatalı parçaların montaja gitme olasılığı ortadan kaldırılmış olur. Bu noktada tezgah aynı parçadan bir tane daha üretmek için programlanmıştır, böylece gereken parçaların tamamı sabaha hazır olacaktır. Hatasız parçalar, parça boyutları kaydedilip, SPC sisteme rapor edilerek, bir parça taşıyıcı bant üzerinde toplanır.
Bay Randerson verileri dikkatli bir şekilde analiz eder. “ Herhangi bir tezgahın hatalı parçalar üretmeye başlamasının ana nedenlerinden biri termal sapmadır. Tezgahın ortam koşullarındaki bir değişiklikten kaynaklanabilecek bir sıcaklığa ulaştığını varsayarız. Geceleri tezgahlarýn bulunduðu atölyeleri ýsýtmayýz, böylelikle sýcaklýk kolaylýkla azar azar 10°C’den daha fazla düþebilir. Mazak termal olarak çok kararlıdır ve bu açıdan diğerlerinden çok daha iyidir, ancak probtan gelen ölçüm verileri, program mantığının gece boyunca yaşanacak değişiklikleri kompanze etmesine imkan verir.”
Pahalı bir programlama yazılımı?
Tüm bunları gerçekleştirebilecek programlama yazılımı nedir – elbette pahalı olmalı? Bu sorunun şaşırtıcı cevabı Microsoft Excel. Bu kadar kapsamlı bir sistemin anahtarı aslında sadece yaratıcı düşünme ve Steve Randerson tarafından, çizelge komutlarını kullanarak, tüm verileri bir araya getirmek ve prosesi kontrol etmek için atanan mantık. Program içerisindeki aynı belge, alınan siparişlerin, tamamlanmış parçaların ölçüm değerlerinin, SPS analizinin ve işleme programı veri tabanının kaydedilmesi dahil olmak üzere, pek çok fonksiyon içermektedir.
Takım tezgahı endüstrisindeki bazı kişiler, parçaları keserken hata yapmış olabilecek aynı tezgah üzerinde ölçüm yapılmasının iyi bir uygulama olmayacağını tartışıyorlar. Ancak Bay Randerson bu düþünceye katýlmýyor, “Biz, tezgahýn pozisyonlandýrma ve ölçme hassasiyeti içerisinde, 10 – 12 mikron arasýnda deðiþen tipik tolerans aralýklarýnda çalýþýyoruz. İmalat serisinin ilk seti tezgahın dışında, rastgele yapılan diğer bağımsız testlerle birlikte, tam bir denetimden geçecek, ancak gerçekten endişelenmemizi gerektirecek bir durum yok. Tezgah üzerindeki prob sistemi, daha önceden her bir parça için kullandığımız manuel denetleme cihazlarından çok daha hassas olduğunu kanıtlamaya devam etmektedir. Çünkü daha önce delik mastarı gibi, montaj edilmek üzere hatalı parçalara onay veren cihazlara güveniyorduk.”
Integrex, takımları ilk olarak uzunluk ve çap için ayarlayabilen bir Renishaw NC4 temassız lazer sistemi ile birlikte monte edilmiştir, ayrıca uzunlukta belirgin bir değişiklik aramak amacıyla, hızlı bir kırık kontrolü için de kullanılabilir.
Küçük, kolaylıkla kırılabilen takımlar her bir kullanımdan sonra kontrol edilmekteyken, daha az kırılgan olan takımlar hiç kontrol edilmeyebilir, ancak bu aynı zamanda kesilen malzemenin cinsine de bağlıdır. Aynı takım farklı 6 malzeme için kullanılabilir, bu nedenle alüminyumda kontrol gerekmeyebilir, ancak dökme demir periyodik olarak kontrol edilmektedir. Eğer kırık bir takım tespit edilir ise, Bay Randerson’ın imalat süresini veya bir parçayı kaybetmek istememesinden dolayı, tezgah çalışmayı durdurmaz – bunun yerine hemen kırılan takımın birebir eşi olan “kardeş” bir takım yüklenir ve işlemeye devam edilir.
İmalat için tasarım
Integrex’te işleme çalışmalarına imkan vermek ve geliştirmek amacıyla bileşenler yeniden-tasarlanmıştır. Tezgah ile birlikte 120-takım kapasiteli değiştirme istasyonu sistemi de satın alınmıştır, ancak bu bile, özellikle kardeş takımlar için de takım tedarik etmek gerektiğinde, daha önceden ihtiyaç duyulan tüm takımları barındırmamaktadır. Steve Randerson tasarımcılara, tüm farklı malzemeler ile işlenecek tüm işlerde kullanılabilecek takımların çok kısa bir listesini verdi – bunu barındırmak için bir dizi değişiklik yapıldı. Sadece bununla kalmadı, ayrıca tasarımcılar, atılmış olan yüzeyler üzerindeki koruyucu toleranslar ve fonksiyon ve görünüm için aslında gerekli olan şeyin anlaşılması için her birinin yakından incelenmesi ile, toleranslar ve yüzey finişlerine çok daha hassas bir yaklaşım getirdiler.
Bir Mazak VTC300 tezgahında takım kontrolü ve parça ayarı
Boxtrees’in ayrıca Mazak VTC300 isimli bir ürünü vardır. Mazak VTC300, 3 eksenin tüm hareketlerinin tezgah kafasında gerçekleştiği, katı bir ekran ile ikiye bölünebilen (ara sıra ekran çok büyük işler için kaldırılabilir), uzun sabit yataklı bir CNC tezgahıdır. Operatör güvenli bir şekilde yatağın bir yarısına bir iş yüklerken, tezgah diğer tarafta kesme işlemine devam edebilir, ancak tezgah ayarlamalar sırasında uzun süre atıl durumda kalır. İş miline monte edilmiş olan Renishaw temaslı probu şimdi, ayrıntılı fikstürlerin yapılması veya satın alınması ihtiyacını ortadan kaldırarak, işi doğru bir şekilde ayarlamak için kullanılmakta, ayrıca manüel parça ayarlamaya da ihtiyaç kalmamaktadır.
VTC, takım tutucu üzerine yerleştirilen bir çipteki takım tanıma sistemini kullanarak, 48 adet takım tutabilme kapasitesine sahiptir. Ancak yanlış takım verilerini yükleyerek hata yapma potansiyelini ortadan kaldırmak amacıyla bir takım ayar sistemi ile birlikte satılmamaktadır. Renishaw, takım ayar sistemini kontrol etmek için sonradan bir NC4 lazer sistemi kurmuştur ve tezgah programı içerisine yerleştirdiği mantık rutinleri ile tezgahın daha fazla hata yapmasını engellemiştir. Tezgahta işleme artık ilk seferde ve her sefer doğrudur.
Boxtrees Precision Mühendislik ve Boxford eğitim amaçlı takım tezgahları
Boxtrees, Boxford firmalar grubunun bir parçasıdır. Þu anda Boxtress’te yürütülen iþlerin %90’ý, Boxford eðitim amaçlý takým tezgahlarý içindir – bununla birlikte Boxford Grubun diðer bölümleri için de, isteðe özel tekerlekli sandalyeler üreten RJ Mobility ve Eczacýlýk Endüstrisi için çeker ocaklar üreten Protex Developments, parçalar üretilmektedir. Boxtrees ayrıca, 600 Lathes ve Renold Gears gibi müşteriler için, çok çeşitli alt-tedarik işleri almaktadır, ve şimdi daha fazlasını üstlenme kapasitesine sahiptir.
Şu sıralar Boxford eğitim amaçlı tezgahlarına olan talep çok yüksektir, bu durum firmanın pek çok imalat firmasını vuran mevcut durgunluk döneminden neredeyse hiç etkilenmemesini sağlamış ve ihracat siparişlerine ciddi anlamda yardım etmiştir. Pek çok ülke CNC takım tezgahlarının kullanımında stajyer öğrencilerin önemini fark etmiştir – Boxford şu anda Kuzey Afrika’daki okullar ve kolejler için verilen 136 tezgah üzerinde çalışmaktadır.
Boxford tezgahları, içlerinde CNC torna tezgahları, VMC’ler, zekice tasarlanmış birleştirilmiş torna tezgahları ve işleme merkezleri ve CNC Frezeler bulunan, çok çeşitli konfigürasyonları ile piyasada mevcuttur. Bu tezgahlardaki en belirgin kısıtlama, standart bir kapıdan geçebilecek boyutta olmaları gerekliliğidir, çünkü çok az okulda, endüstriyel bölgelerde bulunan yükleme kapıları vardır.
Tüm tezgahlar bir bilgisayarda çalışan, ayrıca grafiksel tasarım araçlarının kullanımında öğrencileri eğitmek için kullanılan kapsamlı CAD/CAM paketleri kapsayan, tasarlanan parçaların ve işleme proseslerinin tam bir simülasyonunun yer aldığı, bir yazılım tarafından kontrol edilmektedir. Öğrencileri 2-boyutlu ve 3-boyutlu CAD tasarımlarından fiziksel parçalara geçiren tezgahlar prosesin son bölümüdür. Okul çocukları ve herhangi bir imalat deneyimi olmayan öğrenciler karmaşık bir parçayı tasarlayabilir ve 5 dakika içerisinde, bir Boxford tezgahı üzerinde işlemeye başlayabilirler.
Boxtrees dikkat çekici bir verimlilik göstermektedir
Steve Randerson, Renishaw parça ve takım ayar prob sistemleri ile Mazak takım tezgahlarının entegrasyonunun ne kadar doğru olduğunu kanıtlamıştır. Bu entegrasyon, yenilikçi bir yazılım ile birlikte kullanıldığında karmaşık parçaların küçük partiler halinde üretilmesinde çok verimli sonuçlar yaratabilmektedir. Steve konuşmasını şu şekilde sonlandırıyor, “Tezgah ayar süreleri aniden düştü, artık saatler yerine sıfırdan bahsediyoruz. Önceden imalatta yığılan işlerimiz olurdu, ama artık yok.”
